Prototip helikopter sisteminin matematiksel modelinin deneysel belirlenmesi ve denetçi tasarımı

Fiziksel sistemlerin analizi ve tasarımı için bu sistemlerin matematiksel modellerinin bilinmesi gerekir. Birçok uygulamada matematiksel modellere göre analiz ve tasarım yapılır daha sonra bu tasarımlar gerçek zamanlı uygulamalarda kullanılır. Ancak gerçek zamanlı çalışan sistemlerin matematiksel modeli her zaman tam olarak elde edilemeyebilir. Bu nedenle gerçek zamanlı sistemlerin matematiksel modellerinin deneysel belirlenmesi önemlidir. Bu tez çalışmasında prototip helikopter modeli olan çift motorlu çok girişli çok çıkışlı sistem TRMS (Twin Rotor MIMO- Multi İnput Multi Output- Systems)'nin dikey ve yatay hareketlerinin matematiksel modeli deneysel olarak MATLAB model belirleme aracı (Model Identification Toolbox) yardımıyla elde edilmiştir. Tezin sonraki bölümlerinde TRMS'nin deneysel elde edilen matematiksel modeli kullanılarak TRMS sistemi için üç farklı denetçi tasarım yöntemi önerilmiştir. i. TRMS'nin dikey ve yatay seviye hareketlerinin matematiksel modelleri kullanılarak Bode'nin ideal kontrol döngüsünü referans alan kesir dereceli denetçi tasarımı önerilmiştir. Bu yöntemle elde edilen denetçinin hem gerçek zamanlı uygulamalar da hem de simülasyonda referans sinyali iyi takip ettiği gözlenmiştir. Böylece elde edilen matematiksel modellerin tutarlılığı gösterilmiştir. ii. Bu sistemlere adaptif denetçiler tasarlamak amacıyla Yapay Sinir Ağları (YSA) yapısı kullanılmıştır. Bu çalışma için MATLAB ortamında özgün bir öğrenme verisi oluşturma kodu yazılmış ve YSA bu verileri kullanarak öğrenmeyi sağlamıştır. Elde edilen denetçinin iyi cevap verdiği gözlenmiştir. iii. TRMS sisteminin yatay ve dikey hareketi için Bode'nin ideal kontrol döngüsü referans alınarak kesir dereceli denetçiler, parametre vektör optimizasyonu yöntemiyle tasarlanmıştır. Optimizasyon süresince kesir dereceli denetçinin katsayıları olan ? ?, , , , d i p k k k ve Bode'nin ideal kontrol döngüsünün katsayıları olan ? ?,c yani toplam 7 parametrenin optimizasyonu yapılmıştır. Bu tez çalışmasında, TRMS sistemi için önerilen kesir dereceli denetçi ve sistemlerin tez içerisinde daha iyi anlaşılmasını sağlamak amacıyla, kesir dereceli bir sistemin matematiksel modelinin fiziksel yorumu sunulmuştur.